| 词条 | 太阳黑子 |
| 释义 | § 概述 太阳黑子 太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动，是太阳活动中最基本，最明显的活动现象。一般认为，太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡，温度大约为4500摄氏度。因为比太阳的光球层表面温度要低1000到2000摄氏度，所以看上去像一些深暗色的斑点。 太阳黑子很少单独活动，常是成群出现。黑子的活动周期为11.2年，活跃时会对地球的磁场产生影响，主要是使地球南北极和赤道的大气环流作经向流动，从而造成恶劣天气，使气候转冷。严重时会对各类电子产品和电器造成损害。 太阳黑子的形成与太阳磁场有密切的关系。但它的确切成因，天文学家还没有找到准确答案。 § 黑子活动 一个发展完全的黑子由较暗的核（本影）和周围较亮的部分（半影）构成，中间凹陷大约500千米。黑子经常成对或成群出现，其中由两个主要的黑子组成的居多。位于西面的叫做“前导黑子”，位于东面的叫做“后随黑子”。一个小黑子大约有1000千米，而一个大黑子则可达20万千米。 黑子一般成群出现在太阳表面，天文学家又将其称为“黑子群”。黑子的形成周期短，形成后几天到几个月就会消失，新的黑子又会产生。当大黑子群数量增多时，就预示着太阳上将有剧烈的变化。 § 历史记载 史前行迹 太阳黑子与地球大小对比 地层学的研究资料显示，太阳黑子的活动至少已经持续了数亿年；测量前寒武纪年融冰层沉积的岩石，在厚度上不断重复的峰值，大约有着11年的间隔。人们认为早期的地球大气层对太阳辐射变化更为敏感，并且在太阳黑子较活跃的年份会发生较多的冰川融化（和较粗的泥沙沉淀）。 科学家通过分析树木的年轮，亦可以取得明确与详细的太阳周期纪录：树轮年代学的资料、放射性碳的浓度可以追溯到11,400年前的太阳黑子活动，远远超出人类直接观测太阳四百年的太阳黑子活动纪录资料。 早期记载 中国的记载 中国公元前140年前后成书的《淮南子》中，对太阳黑子的记载是世界上最早的太阳黑子记录。 之后《汉书·五行志》中对的河平元年（即公元前28年）3月出现的太阳黑子有更为详细的记载：“河平元年……三月已未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”这条纪事把黑子出现的时间、位置和大小都描写得很清楚。 《后汉书·五行志》和《宋史·天文志》对公元188年和公元1131年出现的黑子，也有明确记述：“中平……五年正月，日色赤黄，中有黑气如飞鹊，数月乃消。” “二月已卯，日中有黑子，如李大，三日乃伏。” 西方的记载太阳表面出现的太阳黑子“泡沫”活跃区 西元807年3月17日，西方文化第一次明确记录太阳黑子，是本尼迪克特的僧侣Adelmus。他观察到一颗肉眼可见大黑子出现了8天；但是Adelmus错误的认为它观测到的是水星凌日的现象。 西元813年，太阳出现了大黑子。伍斯特的约翰描述了1129年的黑子活动，同时Averroes也提供了12世纪对太阳黑子的描述；但是，这些观测都被误解为是金星凌日。 1612年，伽利略给出了太阳黑子的正确解释。 17、18世纪 1610年后期，英国天文学家托马斯·哈里奥特和法里孙群岛的天文学家Johannes和David Fabricius首先使用望远镜观察太阳黑子，并在1611年6月提出报告。 稍后，伽利略为在罗马的天文学家介绍黑子。 19世纪 1826年至1843年间，太阳黑子数量的周期变化是海因利希·史瓦贝观测到的，并且沃夫从1848年开始系统的进行观测。 1844年，海因利希·史瓦贝在"Astronomische Nachrichten"(天文学的新闻)报告了太阳黑子数量的周期性变化。 1859年9月1日，太阳朝向地球辐射了一个威力强大的日珥，造成了所谓的卡灵顿事件。它中断了电报服务，和使得在南方的哈瓦那、夏威夷和罗马都能看见极光，在南半球也引发了相同的现象。 21世纪 太阳表面的太阳黑子“泡沫”活跃区 2003年11月4日19:27，人造卫星观测到最强大的太阳闪焰，测量的仪器值有长达11分钟的过饱和（破表）。据估计在R486这个区域产生的X光通量达到X28的等级。全息和目视的都显示即使转到了太阳背面，仍有明显的活动现象。 从2007年至2009年，太阳黑子的数量远低于平均值。 在2008年，有73%的日子没有太阳黑子，即使对极小期而言也是很极端的。只有1913年能与之比拟，当年有85%的日子没有黑子。 2009年12月，出现了一个较大的黑子群。但太阳黑子的水平仍然低于正常的数值。 2011年，印度加尔各答科学教育研究所人员南迪（Dibyendu Nandi）提出了一个电脑模式，来说明太阳黑子消失的原因。这个模式研究了2008─2009年的现象，并考虑到太阳内部、太阳的磁力“发电机”、传递带以及太阳黑子重新充电并恢复浮力的方法等因素。 2012年3月，美国天文摄影师埃伦-弗里德曼拍摄到太阳表面出现“泡沫”活跃区，这其实是一个太阳黑子群的“谢幕演出”。这群太阳黑子在爆发出壮观的X级太阳耀斑后，逐渐从太阳面向地球的这一侧表面消失。[1] § 成因 太阳黑子的成因天文学界一直众说纷纭。 说法之一 黑子可能是太阳的核废料（如人类核反应堆的核废料），约11年出现一次可能是黑子在太阳里面和表面的上下翻动一次造成的（如元宵在锅里被煮得上下翻动），黑子温度较低应该也是废料的一个证明（如煤炉中的炭灰在一般情况下不能再产生高温）。 说法之二 由于太阳的聚变作用，热核反应区周边的物质向内补充，在半径为0.75R处物质补充速度较其周围更快，由于角动量守恒，此处运动速度比周围快，产生摩擦。由于质子与电子所受摩擦不同，所以运动的相对速度不同，产生电流，进而产生管状磁场，管内气压＋磁压=管外压强，所以管内气压<管外压强。根据克拉伯龙方程（pV=nRT）管内温度<管外温度。因为此结构密度小于周围物质，所以漂浮到对流层表面，形成黑子。 § 特性 物理属性 太阳黑子爆炸 通过应用塞曼效应的观察，典型成对出现太阳黑子是不同的磁极性。前后黑子的极性会在每个太阳周期对掉一次。黑子出现的位置按从史波勒定律，在太阳周期开结时，黑子在太阳的南北中低纬度地区(30-45度)慢慢接近太阳赤道地区。每一周期完结后，太阳黑子会重新在南北中低纬度地区出现。 太阳黑子分为两部分： 本影：中心最黑的部分，位于磁场线大约垂直太阳平面处，温度约4000k。 半影：中心外团灰黑色的部分，是由许多纤维状纹理组成的，具有旋涡状结构。磁场线较斜，温度约5000k。 周期性 天文学家对黑子活动从1755年开始标号统计，规定太阳黑子的平均活动周期为11.2年，1999年为第23个周期。黑子最少的年份为一个周期的开始年，称作“太阳活动宁静年”，黑子最多的年份则称做“活动峰年”。 § 影响 对通信的影响 太阳是地球上光和热的源泉，它的一举一动，都会对地球产生各种各样的影响。黑子既然是太阳上物质的一种激烈的活动现象，所以对地球的影响很明显。 当太阳上有大群黑子出现的时候，地球上的指南针会乱抖动，不能正确地指示方向；平时很善于识别方向的信鸽会迷路；无线电通讯也会受到严重阻碍，甚至会突然中断一段时间，这些反常现象将会对飞机、轮船和人造卫星的安全航行、还有电视传真等等方面造成很大的威胁。 对环境、气候的影响 农业： 1900年前后，一位瑞士的天文学家发现，黑子多的时候地球上气候干燥，农业丰收；黑子少的时候气候潮湿，暴雨成灾。中国科学家竺可桢也研究认为，凡是中国古代书上对黑子记载得多的世纪，也是中国范围内特别寒冷的冬天出现得多的世纪。他还有人统计了一些地区降雨量的变化情况，发现这种变化也是每过11年重复一遍，很可能也跟黑子数目的增减有关系。 地震学： 科学工作者发现，太阳黑子数目增多的时候，地球上的地震也多。地震次数的多少，也有大约11年左右的周期性。 植物学： 植物学家也发现，树木的生长情况也随太阳活动的11年周期而变化。黑子多的年份树木生长得快；黑子少的年份就生长得慢。 对人类的影响 太阳黑子的数量有时多，有时少，其变化很有规律，一般每11年为一个周期。据记载，在1173~1976年的803年间，流行行大感冒发生过56次，且都出现在太阳黑子活动极大的年份。太阳黑子活动高峰时，心肌梗死的病人数量也激剧增加。 这是因为太阳会发射出大量的高能粒子流与X射线，并引起地球磁暴现象。它们破坏地球上空的大气层，使气候出现异常，致使地球上的微生物大量繁殖，为疾病流行创造了条件。 科学家还发现，在太阳黑子活动极大的年份里，致病细菌的毒性会加剧，它们进入人体后能直接影响人体的生理、生化过程，也影响病程。人体血液中白血球数目的变化也有11年的周期性。 § 应用 由于和其他类型太阳活动间的关连性，太阳黑子可以预测太空气象和电离层的状态。因此，太阳黑子有助于预测短波电波传播或卫星通讯。 § 观测 专业观测 太阳黑子可以被地基天文台地球轨道的太阳望远镜观测。这些望远镜除了使用各种不同的滤镜和相机，也使用投影技术直接观察影像。特殊的工具，像是分光镜和太阳单色光观测镜，用来检查太阳黑子和太阳黑子的地区。人工日食可以观测太阳圆周的边缘，并且观察黑子从边缘转出。 业余观测 由于直接用眼睛观看太阳会使视力永久受损，业余观测太阳黑子通常使用投影法产生影像进行间接的观察，或是使用保护的滤色片。在没有滤镜的情况下，可以直接将望远镜的目镜产生的影像投影到白色的屏幕上，就可以直接看见，甚至可以追踪，并追随太阳黑子的发展。特殊用途的Hα窄频滤镜，以及铝镀膜的玻璃衰减滤镜（由于极高的光学密度使它们的外观看起来犹如镜子），可以在望远镜的前端提供保护，以通过目镜安全观测。 |
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